喀什市城区水体污染现状及影响因子分析_杨涛.pdf

2023 年第 2 期水利技术监督理论研究DOI:10.3969/j.issn.1008-1305.2023.02.055喀什市城区水体污染现状及影响因子分析杨涛1，张志国2(1.喀什大学生命与地理科学学院，新疆 喀什 844000;2.呼图壁县市场监督管理局，新疆 昌吉 831200)摘要:为更好地掌握喀什市城区水体污染现状，对城区内水体的高锰酸钾指数、酸碱度(pH)、电导率(Ec)、氨氮(NH3 N)、溶解氧(DO)、总磷(TP)、总氮(TN)、化学需氧量(COD)、五日生化需氧量(BOD5)及 TDS 等 10项指标进行了检测，对水质特征及其影响因素进行了分析，并使用内梅罗指数法进行分析评价。结果表明:喀什市城区水体水质总体相对稳定，呈现中等污染水平。总体上看，水体中有机物污染与总氮含量是污染喀什市城区水体水质的主要因素。关键词:水质污染;氨氮;溶解氧;高锰酸钾指数;喀什市中图分类号:X52文献标识码:B文章编号:1008-1305(2023)02-0218-05收稿日期:2022-10-14基金项目:喀什地区科技计划项目(KS2022104);喀什大学校内基金项目(2020)2703作者简介:杨涛(1991 年)，男，硕士研究生。E-mail:270153522 城区水体主要是指在城市建设过程中人工改造或建造的特殊水体，是城市中特有的水体类型，作为城市海绵体的重要组成部分，不仅具有景观功能，还具有蓄水、削峰滞洪、拦截污染物、调节小气候等数种生态功能。水化学特征值是评价生态系统水质的重要指标，水质的优劣对周围居民的生活水平和健康状况有不可忽略的影响。近年来，随着我国的城市化水平不断提高及经济的快速发展，大多数城市水体水质不断恶化。喀什市城区水体多来自流经城市的几条河流，由于三面环山一面敞开的地形，河流源头大部分处于冰川、山区积雪带。作为一个深处内陆的城市，喀什市地处塔里木盆地西缘，干旱炎热，水体与城市经济社会发展及人民群众生活息息相关。鉴于此，城区水体的水质状况也逐渐受到人们关心和重视，为了能够更好地了解喀什市城区水体的污染现状，本文通过对市区内不同地点水体的化学组成成分和特征值进行检测与分析，并根据各水体的基本特征对影响因素进行了分析，为城市水体改善提供了可靠的数据支撑。1材料与方法为研究不同区域水体水质特征，查明污染现状，分别选取了喀什市城区内不同方位的北湖公园、东湖公园、大亚郎水库、土曼河支流、克孜勒苏河 5 个 采 样 点 岸 边 1.5m 水 下 约 30cm 处采样。其中溶解氧(DO)、氨氮(NH3 N)、总磷(TP)、五日生化需氧量(BOD5)、总氮(TN)、化学需氧量(COD)、高锰酸钾指数(CODMn)使用分光光度法测定;酸碱度(pH)、电导率(Ec)、溶解性固体总量(TDS)使用水质检测仪测定。检测数据使用 Origin 软件分析，并用内梅罗水质指数法计算各水体的水污染指数。2水体水质检测结果与分析喀什市各水体水质检测结果见表 1，国家地表水环境质量标准值见表 2。本文将通过表 1 与表 2 的数据对比，分析喀什市城区水体水质的基本特征。通过对 10 项检测数值进行单项对比分析，以及对分析结果进行总结得出喀什市各城区采样点水体水质状况。2.1溶解氧、化学需氧量、五日生化需氧量及高锰酸钾指数分析溶解氧(DO)是已经溶解在水中的分子态氧，是评价水自净能力的根据之一。喀什市城区水体溶解氧总体情况为受到轻度污染，如图 1所示。812理论研究水利技术监督2023 年第 2 期表 1喀什市城区水体水质检测结果检测项目北湖公园东湖公园大亚郎土曼河克孜勒苏河溶解氧/(mg L1)4.53.53.233.1高锰酸钾指数1.1222.43.520.56化学需氧量/(mg L1)3.97.811.67.815.5五日生化需氧量/(mg L1)1.12.13.424.4氨氮/(mg L1)0.070.080.150.060.12总磷/(mg L1)0.180.150.150.210.25总氮/(mg L1)3.710.52.72.9pH7.587.387.047.257.44TDS/(mg L1)1033182311601477915Ec/(S cm1)22883646255228281736表 2地表水环境质量标准单位:mg/L水域类型溶解氧高锰酸盐指数化学需氧量五日生化需氧量氨氮 总磷 总氮类7.521530.150.020.2类641530.50.10.5类662041.00.21.0类3103061.50.31.5类21540102.00.42.0注:GB 38382002 地表水环境质量标准溶解氧含量变化如图 1 所示，由图 1 可知，最高值到达 4.5mg/L，最低值为 3.0mg/L。北湖公园的水体中溶解氧含量最高、自净能力最强在地表水环境质量标准中为类与类水域限值之间，平均值为 3.46mg/L 高于国家地表水类水域标准，表明喀什市水体总体自净能较弱，水中溶解氧被消耗后恢复速度较慢。化学需氧量(COD)是表示地表水体受还原性物质污染的程度。喀什市城区各采样点水体的数值除克孜勒苏河之外均在国家地表水类水域标准数值范围内，克孜勒苏河检测值为 15.5，接近国家地表水类水域标准数值界限。化学需氧量数值越大水体受有机物污染越大，因此从化学需氧量检测结果来看喀什市采样点水体总体情况较为良好，有机物污染含量较少，如图 2 所示。五日生化需氧量(BOD5)指水体中被微生物分解的有机物总量。喀什市各水体水样的检测值最大值为 4.4mg/L 属于类水域接近类水域，最低值为 1.1mg/L 在类标准水域限值之内，水体中图 1溶解氧含量变化图 2化学需氧量含量变化可被微生物分解的有机物较多。其中克孜勒苏河的水体中的有机物污染量最高，北湖公园水体中的有机物污染量最低，在此标准下各采样点中北湖公园中的水体最好，如图 3 所示。图 3五日生化需氧量含量变化喀什市采样点水体水质中有机物污染相对较9122023 年第 2 期水利技术监督理论研究高，含有大量有机物的水对工业水系统的影响很大，同时也会影响农业、畜牧业，导致农产品产量降低、质量下降。会导致水中藻类，植物等生长迅速，形成水体富营养化，致使水体通气不良，溶解氧含量下降，甚至出现无氧层，导致水生植物及水中动物出现死亡，残骸又加剧水体有机物污染。同时城区水体浊度上升，水体发臭影响城市市容市貌，影响喀什市居民生活质量。喀什市城区水体水质污染同时影响到喀什市城区的空气质量。高锰酸钾指数(CODMn)值越高水体中含有的有机物、无机物越多，水质越差。北湖公园、东湖公园与克孜勒苏河处于国家地表水类水域限值内，大亚郎与土曼河为类国家地表水，如图 4所示。图 4高锰酸钾指数变化2.2氨氮、总磷、总氮分析喀什市城区各水体中氨氮、总磷、总氮含量变化如图 57 所示。图 5氨氮含量变化大亚郎氨氮含量最高达到 0.15mg/L，与国家图 6总氮含量变化图 7总磷含量变化地表水类水域标准值相同，其余样本氨氮值均小于类水域标准值，喀什市城区水体均符合国家地表水质量要求。总磷指标中北湖公园、东湖公园及大亚郎表现出强烈的一致性同属类水，但土曼河与克孜勒苏河总磷数值属于类水。北湖公园、土曼河及克孜勒苏河总氮数值较高，超过国家地表水类限值，未达到类水标准。东湖公园与大亚郎总氮指标分别属于国家地表水的类水与类水。2.3pH、TDS 与 Ec 值分析pH 值作为水质研究的重要标准之一，它能够反映水体中的氢离子的活度，在喀什市城区 5 个样点所测水样的检测结果如图 810 所示。由图 810 可知，喀什市城区水体 pH 值总体均在 7.0 8.0 之间接近中性。TDS 又称溶解性固体总量，与 Ec 值成正相关，TDS 值越高水体中的溶解性固体越多，相应的水中 Ec 值体现的可溶性盐含量也越高，表明水体中固体污染物含量越多。022理论研究水利技术监督2023 年第 2 期图 8TDS 变化图 9Ec 含量变化图 10pH 变化3水体水质评价水体水质评价作为水环境质量的重要内容之一，通过一定标准的评价方法来判断水体水质的污染严重程度，使人们对周围水环境有更清晰直观的认识。目前对水质的评价方法主要包括单因子污染指数法、霍顿指数法、布朗水质指数法、内梅罗水质指数法等，其中内梅罗指数法因计算便捷，并且能准确反映各污染物的超标情况。为了说明喀什市城区水体的水质，选取各采样点高锰酸钾指数、氨氮、总磷、总氮 4 项指标为计算参数，计算各水体的水污染指数，对各水体水质进行评价。内梅罗水质指数公式:I=max2i+ave2i(1)式中，maxi各 单 因 子 环 境 质 量 指 数 最 大 值;avei各单因子环境质量指数的平均值。以 内梅罗指数污染等级划分标准 为参考依据，对喀什市采样点各水体水质进行评定。评价标准见表 3。表 3内梅罗指数污染等级11 22 33 55水质等级清洁轻污染污染重污染严重污染5 个采样点内梅罗指数见表 4。表 4采样点内梅罗指数采样点北湖公园 东湖公园大亚郎土曼河克孜勒苏河I 值2.771.531.792.742.16由表 4 可知，喀什市各采样点内梅罗指数在1.53 2.77 之间，处于内梅罗指数污染等级中轻污染至污染之间，喀什市各采样点水质综合体现为中等污染水平。4水质影响因素分析城区水体水环境是较为脆弱的一类水体，水体受到外界环境影响后与底泥物质交换剧烈，沉积物沉积所需时间较长，水体的污染负荷能力较低。喀什市作为新疆南疆地区中的重要城市之一，是中国内陆第一个经济特区，也是古丝绸之路上的重要地点，作为东西方交通的咽喉枢纽和东西方经济文化和文明的重要交汇点，是“一带一路”的重点城市。近年来，经济在飞速发展过程中，不可避免的对城市水环境造成了一定程度的破坏。综合分析，喀什市城区水体水质污染主要有以下原因。(1)克孜勒苏河附近由于靠近施工地，并且水中植被较少致使水体自净能力较差，水体中还原性物质较多，北湖公园则相对较好。(2)生活污染源主要是城市生活中使用的各种洗涤剂和污水、垃圾、粪便等，含氮、磷、硫多，1222023 年第 2 期水利技术监督理论研究致病细菌多。生活污染物质排放总量，与人口总量成正比关系。喀什市由西向东由人口分布逐渐减少，总 氮 含 量 也 呈 降 低 趋 势，由 高 到 低 为3.7 0.5。(3)由于耕地中含有各种病原体、悬浮物、化肥、农药、不溶解固体物和盐分等，污水中氮、磷等营养元素进入水体。由于大部分耕地所处位置向南，总氮、总磷值则呈现自北向南逐渐增加的趋势，整体来看农业污染影响相对较低。(4)水体中有机物含量随有关部门对水体的管理程度而变化。5结论本文对喀什市各采样点的样本进行溶解氧、耗氧量、化学需氧量、五日生化需氧量、氨氮、总氮及总磷等 10 个项目的检测分析，得出如下结论。(1)从各采样点检测结果可以分析出，高锰酸钾指数、化学需氧量、五日生化需氧量及总氮的值各点含量相差较大，其他项数值相差较小。化学需氧量与五日生化需氧量指标特征相同，水体中有机物克孜勒苏河最多，北湖公园最少;水体中离子含量与溶解性固体含量成正相关。(2)根据对喀什市城区水体水质的检测结果可知，喀什市采样点水体检测项目大部分均达到国家地表水质量标准，但城区水体水质各项指标也存在不同程度的低污染。(3)总体上看，水体中有机物污染与总氮对水质的影响较大，是污染喀什市采样点水体水质的主要因素。喀什市城区水体水质总体表现良好，相关部门应严管工厂废水的净化与排放，对生活污水的排放加以管控，妥善处理喀什市城区居民产生的生活垃圾。对喀什市城区部分水体周围土壤进行治理，改善土壤流失现状。对农药、化肥使用加以规范。喀什市有关检测部门可以定期监控城区水体水质大致情况，对城区水体中漂浮的污染物可以使用筛网进行过滤。参考文献 1庞吉丽，王晓锋，刘婷婷，等 城市小型景观水体溶存 N2O 浓度及排放通量特征 J 生态学报，2021，41(22):8991-9007 2苏程佳，陈晓宏，谭永强，等 潭江水质时空变化特征及其驱动因子J